RU2276245C2

RU2276245C2 - Well drilling method and self-moving drilling rig for above method realization

Info

Publication number: RU2276245C2
Application number: RU2004116213/03A
Authority: RU
Inventors: Николай Васильевич Лымарь (RU); Николай Васильевич Лымарь; Василий Васильевич Лымарь (RU); Василий Васильевич Лымарь
Original assignee: Николай Васильевич Лымарь; Василий Васильевич Лымарь
Priority date: 2004-05-28
Filing date: 2004-05-28
Publication date: 2006-05-10
Also published as: RU2004116213A

Abstract

FIELD: mining, particularly self-moving drilling rigs adapted to drill different purpose wells.

SUBSTANCE: method involves drilling well bore by drilling tool along with bore cleaning from drilling mud with compressed air, which is supplied to well by pump via drilling tool; forming liquid "piston" when bore drilling rate falls below predetermined value, wherein the "piston" is moved by compressed air; displacing drilling mud from bore by above liquid "piston". Self-moving drilling rig for above method realization comprises basic vehicle, frame mounted on vehicle chassis, power plant, compressor with receiver and hydraulic system, as well as mast, rotator with swivel installed on the mast and flushing liquid vessel connected to the receiver. Receiver and flushing liquid vessel are connected with the swivel through distribution means, which may supply compressed air from receiver and flushing liquid from vessel to swivel by turns. Fitting is pivotally connected to rear frame part. The fitting is provided with two hydraulic cylinders to bring it in working position and hydraulic cylinder to install the mast in working position. Mast base is fastened to the fitting.

EFFECT: increased penetration depth.

12 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горному делу, а именно к способам бурения скважин и к самоходным буровым установкам, предназначенным для бурения скважин в грунтах и твердых породах, и может быть использовано при сооружении водозаборных скважин, при проведении геологоразведочных работ и инженерно-геологических изысканий, а также при бурении скважин для различных технических целей.The invention relates to mining, and in particular to methods of drilling wells and self-propelled drilling rigs designed for drilling wells in soils and solid rocks, and can be used in the construction of water wells, during geological exploration and engineering-geological surveys, as well as drilling wells for various technical purposes.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является принятый за прототип способ бурения скважин, включающий проходку ствола скважины буровым инструментом с очисткой скважины от бурового шлама сжатым воздухом, нагнетаемым компрессором в скважину через буровой инструмент, при этом указанный способ реализуется при помощи известной самоходной буровой установки, которая содержит базовое транспортное средство в виде грузового автомобиля, на шасси которого смонтированы рама, силовая установка, компрессор и гидросистема, мачту, шарнирно закрепленную на задней части рамы и снабженную гидроцилиндром для ее установки в рабочее положение, и каретку с вращателем, установленную на мачте с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль последней, при этом вращатель снабжен вертлюгом, выполненным с возможностью соединения, с буровым инструментом, мачта снабжена гидроцилиндром перемещения каретки, закрепленным на мачте и связанным своим штоком с кареткой, компрессор и гидросистема связаны через трансмиссию с силовой установкой транспортного средства, гидроцилиндры подключены к гидросистеме, а выход компрессора сообщается через вертлюг с буровым инструментом (см. книгу: Ребрик Б.М. Справочник по бурению инженерно-геологических скважин. М., Недра, 1983, стр.117-121).Closest to the proposed method according to the technical essence is a well-boring method adopted for the prototype, which includes drilling a wellbore with a drilling tool and cleaning the well of drill cuttings with compressed air injected by the compressor into the well through the drilling tool, the method being implemented using a well-known self-propelled drilling rig , which contains the base vehicle in the form of a truck, on the chassis of which a frame, a power plant, a compressor and a hydraulic system are mounted a mast, pivotally mounted on the rear of the frame and equipped with a hydraulic cylinder for its installation in the working position, and a carriage with a rotator mounted on the mast with the possibility of reciprocating movement along the latter, while the rotator is equipped with a swivel, made with the possibility of connection with the drill tool, the mast is equipped with a hydraulic cylinder for moving the carriage, mounted on the mast and connected by its rod to the carriage, the compressor and the hydraulic system are connected through the transmission to the power plant of the transport dstva, hydraulic cylinders are connected to the hydraulic system, and the compressor output is communicated via a swivel with the drilling tool (see. book: Rebrik B.M. Handbook for drilling engineering and geological wells. M., Nedra, 1983, pp. 117-121).

Недостатком известного способа является небольшая глубина бурения (порядка 30-50 м) при использовании в качестве очистного агента сжатого воздуха. Данный недостаток обусловлен тем, что сжатый воздух не способен выносить из скважины образующийся в процессе бурения шлам с глубины, превышающей 30-50 метров, из-за недостаточно высокого давления и объемной подачи воздуха на выходе компрессора, нагнетающего сжатый воздух в скважину, что связано с ограниченной мощностью двигателей самоходных буровых установок, приводящих компрессор.The disadvantage of this method is the small drilling depth (about 30-50 m) when using compressed air as a cleaning agent. This disadvantage is due to the fact that compressed air is not able to carry out from the well the cuttings formed during drilling from a depth exceeding 30-50 meters, due to insufficient high pressure and volumetric air supply at the outlet of the compressor forcing compressed air into the well, which is associated with limited engine power of self-propelled drilling rigs driving a compressor.

Технической задачей, для решения которой служит предлагаемое изобретение, является обеспечение возможности выноса бурового шлама из скважины при ее глубине не менее 100 метров за счет периодической замены очистного агента в виде сжатого воздуха на промывочную жидкость, подаваемую под давлением к забою скважины.The technical problem, to which the present invention serves, is to enable the removal of drill cuttings from the well at a depth of at least 100 meters by periodically replacing the cleaning agent in the form of compressed air with a flushing fluid supplied under pressure to the bottom of the well.

Техническим результатом, получаемым при практическом использовании предлагаемого изобретения, является увеличение глубины бурения скважин не менее чем до 100 метров.The technical result obtained by the practical use of the invention is to increase the depth of drilling of wells not less than 100 meters.

Для решения поставленной технической задачи в предлагаемом способе бурения скважин, включающем проходку ствола скважины буровым инструментом с очисткой скважины от бурового шлама сжатым воздухом, нагнетаемым компрессором в скважину через буровой инструмент, в отличие от прототипа, при снижении скорости проходки скважины ниже заданного значения внутри бурового инструмента формируют "жидкий" поршень, для чего последовательно прекращают нагнетание сжатого воздуха, производят кратковременную подачу под давлением промывочной жидкости в буровой инструмент и возобновляют нагнетание сжатого воздуха, после чего с помощью давления нагнетаемого сжатого воздуха "жидкий" поршень перемещают через буровой инструмент к забою скважины и от забоя по стволу скважины к ее устью и при этом с помощью указанного "жидкого" поршня вытесняют буровой шлам из скважины через устье последней. При этом перед подачей промывочной жидкости буровой инструмент отрывают от забоя скважины, а подачу промывочной жидкости под давлением производят из емкости, в которой создают указанное давление с помощью компрессора, нагнетающего сжатый воздух в скважину.To solve the technical problem in the proposed method of drilling wells, including drilling a wellbore with a drilling tool to clean the well of drill cuttings with compressed air injected by the compressor into the well through the drilling tool, in contrast to the prototype, while reducing the speed of the well below a predetermined value inside the drilling tool form a "liquid" piston, for which successively stop the injection of compressed air, produce a short-term supply of washing liquid under pressure drilling tool and resume the injection of compressed air, after which, using the pressure of the injected compressed air, the "liquid" piston is moved through the drilling tool to the bottom of the well and from the bottom along the wellbore to its mouth, and with the help of the specified "liquid" piston, drill cuttings are displaced from wells through the mouth of the latter. In this case, before supplying the washing liquid, the drilling tool is torn off from the bottom of the well, and the supply of washing liquid under pressure is produced from the tank in which the specified pressure is created using a compressor that injects compressed air into the well.

Кроме того, для решения поставленной технической задачи предлагаемая самоходная буровая установка, содержащая базовое транспортное средство, на шасси которого смонтированы рама, силовая установка, компрессор и гидросистема, мачту, шарнирно закрепленную на задней части рамы и снабженную гидроцилиндром для ее установки в рабочее положение, и каретку с вращателем, установленную на мачте с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль последней, при этом вращатель снабжен вертлюгом, выполненным с возможностью соединения с буровым инструментом, мачта снабжена гидроцилиндром перемещения каретки, закрепленным на мачте и связанным своим штоком с кареткой, компрессор и гидросистема связаны через трансмиссию с силовой установкой транспортного средства, гидроцилиндры подключены к гидросистеме, а выход компрессора сообщается через вертлюг с буровым инструментом, в отличие от прототипа, снабжена ресивером, установленным на раме транспортного средства, емкостью с промывочной жидкостью, линией подвода сжатого воздуха от ресивера к вертлюгу и линией подвода к последнему промывочной жидкости от указанной емкости, при этом емкость с промывочной жидкостью сообщается с выходом компрессора, вертлюг сообщается с выходом компрессора через ресивер, а емкость с промывочной жидкостью и ресивер снабжены сообщающимся с ними и с вертлюгом распределительным устройством, выполненным с возможностью поочередного сообщения вертлюга с ресивером и с указанной емкостью. При этом емкость с промывочной жидкостью сообщается с выходом компрессора через ресивер и снабжена линией подвода сжатого воздуха, сообщающей указанную емкость с ресивером. В указанной линии подвода сжатого воздуха может быть установлен обратный клапан с возможностью прохода через него сжатого воздуха из ресивера в емкость с промывочной жидкостью. Распределительное устройство может быть выполнено в виде двух перекрывных кранов, один из которых установлен в линии подвода сжатого воздуха к вертлюгу, а второй - в линии подвода к последнему промывочной жидкости. Емкость с промывочной жидкостью может быть выполнена в виде цилиндрического баллона и может быть установлена на раме транспортного средства.In addition, to solve the technical problem, the proposed self-propelled drilling rig containing a base vehicle, on the chassis of which a frame, a power plant, a compressor and a hydraulic system are mounted, a mast pivotally mounted on the rear of the frame and equipped with a hydraulic cylinder for its installation in the working position, and a carriage with a rotator mounted on the mast with the possibility of reciprocating movement along the latter, while the rotator is equipped with a swivel made with the possibility of connection with a drill With the help of a new tool, the mast is equipped with a hydraulic cylinder for moving the carriage, mounted on the mast and connected by its rod to the carriage, the compressor and hydraulic system are connected through the transmission to the power plant of the vehicle, the hydraulic cylinders are connected to the hydraulic system, and the compressor output is connected through the swivel with the drilling tool, unlike the prototype , equipped with a receiver mounted on the vehicle frame, a tank with flushing fluid, a line for supplying compressed air from the receiver to the swivel and a line for supplying to after washing liquid from the indicated tank, the tank with washing liquid communicating with the compressor output, the swivel communicating with the compressor output through the receiver, and the tank with washing liquid and the receiver are equipped with a distributing device communicating with them and with the swivel, which is capable of alternately communicating the swivel with receiver and with the indicated capacity. In this case, the tank with flushing fluid communicates with the compressor through the receiver and is equipped with a line for supplying compressed air that communicates the specified tank with the receiver. In the specified line of supply of compressed air can be installed check valve with the possibility of passage through it of compressed air from the receiver into the tank with flushing fluid. The switchgear can be made in the form of two stopcocks, one of which is installed in the supply line of compressed air to the swivel, and the second in the supply line to the last flushing fluid. The tank with washing liquid can be made in the form of a cylindrical cylinder and can be mounted on the frame of the vehicle.

Установка может быть снабжена навеской, выполненной в виде двух продольных параллельных балок, соединенных в средней части поперечной балкой, а на каждой боковой стороне рамы может быть установлен продольный кронштейн для крепления навески, прикрепленный к задней нижней части рамы и направленный вниз от последней, при этом каждая из продольных балок навески шарнирно закреплена одним концом на одном из указанных кронштейнов рамы транспортного средства, а другим - на основании мачты, навеска снабжена двумя параллельными гидроцилиндрами для ее перемещения в рабочее положение, каждый из которых подключен к гидросистеме и шарнирно закреплен своим корпусом на задней части рамы транспортного средства, а штоком - на одной из продольных балок навески, а гидроцилиндр для установки мачты в рабочее положение шарнирно закреплен своим корпусом на поперечной балке навески, а штоком - на мачте. При этом навеска может быть снабжена двумя гидродомкратами, установленными по бокам ее задней части, а каждая продольная балка навески может быть снабжена закрепленным в ее средней части и направленным к мачте продольным кронштейном, при этом каждый гидродомкрат подключен к гидросистеме и шарнирно закреплен на верхнем конце кронштейна одной из продольных балок навески. Компрессор может быть снабжен радиатором охлаждения, размещенным впереди компрессора по ходу движения транспортного средства.The installation can be equipped with a hinge made in the form of two longitudinal parallel beams connected in the middle of the transverse beam, and on each side of the frame can be installed a longitudinal bracket for attaching the hinge attached to the rear lower part of the frame and directed downward from the latter, while each of the longitudinal beams of the hinge is pivotally fixed at one end to one of the indicated brackets of the vehicle frame and the other at the base of the mast, the hitch is equipped with two parallel hydraulic cylinders To move it to the working position, each of which is connected to the hydraulic system and pivotally mounted by its body on the rear of the vehicle frame, and by the rod on one of the longitudinal beams of the linkage, and the hydraulic cylinder for pivoting the mast in the working position is pivotally mounted by its body on the transverse beam hitching, and the rod on the mast. In this case, the hitch can be equipped with two hydraulic jacks mounted on the sides of its rear part, and each longitudinal beam of the hitch can be equipped with a longitudinal bracket fixed in its middle part and directed to the mast, while each hydraulic jack is connected to the hydraulic system and pivotally mounted on the upper end of the bracket one of the longitudinal beams of the linkage. The compressor may be equipped with a cooling radiator located in front of the compressor in the direction of travel of the vehicle.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображены:The invention is illustrated by drawings, which depict:

на фиг.1 - самоходная буровая установка, общий вид;figure 1 - self-propelled drilling rig, General view;

на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.figure 2 is a section aa in figure 1.

Самоходная буровая установка содержит базовое транспортное средство 1 (фиг.1), например трактор или грузовой автомобиль, на шасси которого смонтированы рама 2, силовая установка 3, компрессор 4 и гидросистема (не показана), мачту 5, шарнирно закрепленную на задней части рамы 2 и снабженную гидроцилиндром 6 для ее установки в рабочее положение, каретку 7 с вращателем 8 и его приводом 9, установленную на мачте 5 с возможностью возвратно-поступательного перемещения вдоль последней, гидроцилиндр 10 для перемещения каретки 7 по направляющим мачты 5, закрепленный на последней и шарнирно связанный своим штоком 11 с кареткой 7. При этом вращатель 8 снабжен вертлюгом 12, выполненным с возможностью соединения с буровым инструментом 13, привод 9 вращателя выполнен в виде гидромотора, компрессор 4 и гидросистема связаны через трансмиссию (не показана) с силовой установкой 3 транспортного средства. Установка снабжена навеской 14, выполненной в виде двух продольных параллельных балок 15, соединенных в средней части поперечной балкой 16, а рама 2 снабжена двумя боковыми параллельными продольными кронштейнами 17 для крепления навески, прикрепленными к задней нижней части рамы 2, направленными вниз от последней и равноудаленными от продольной оси установки. При этом каждая из продольных балок 15 навески 14 шарнирно закреплена одним концом на одном из кронштейнов 17, а другим - на основании мачты 5, навеска снабжена двумя параллельными и равноудаленными от продольной оси установки гидроцилиндрами 18 для ее перемещения в рабочее положение, каждый из которых шарнирно закреплен своим корпусом на задней части рамы 2, а штоком 19 - на одной из продольных балок 15 навески 14, а гидроцилиндр 6 для установки мачты в рабочее положение шарнирно закреплен своим корпусом на поперечной балке 16 навески, а штоком 20 - на мачте 5. Для удержания мачты 5 в заданном рабочем положениии навеска 14 снабжена двумя опорными гидродомкратами 21, равноудаленными от продольной оси установки и установленными по бокам задней части навески 14. При этом каждая продольная балка 15 навески 14 снабжена закрепленным в ее средней части и направленным к мачте 5 продольным кронштейном 22, на верхнем конце которого шарнирно закреплен один из гидродомкратов 21. Гидроцилиндры 6, 10 и 18, гидромотор 9 и гидродомкраты 21 подключены к гидросистеме, снабженной элементами управления указанными гидроагрегатами (не показаны). Компрессор 4 может быть снабжен радиатором охлаждения 23, размещенным впереди компрессора по ходу движения транспортного средства, что исключает засорение радиатора буровым шламом, выходящим из скважины в процессе бурения.A self-propelled drilling rig contains a base vehicle 1 (Fig. 1), for example a tractor or a truck, on the chassis of which a frame 2 is mounted, a power unit 3, a compressor 4 and a hydraulic system (not shown), a mast 5, pivotally mounted on the rear of the frame 2 and equipped with a hydraulic cylinder 6 for its installation in a working position, a carriage 7 with a rotator 8 and its drive 9 mounted on the mast 5 with the possibility of reciprocating movement along the latter, a hydraulic cylinder 10 for moving the carriage 7 along the guides of the mast 5, zak warmed on the latter and pivotally connected by its rod 11 to the carriage 7. In this case, the rotator 8 is provided with a swivel 12 made with the possibility of connection with the drilling tool 13, the rotor drive 9 is made in the form of a hydraulic motor, the compressor 4 and the hydraulic system are connected via a transmission (not shown) to power plant 3 vehicles. The installation is equipped with a hinge 14 made in the form of two longitudinal parallel beams 15 connected in the middle of the transverse beam 16, and the frame 2 is equipped with two lateral parallel longitudinal brackets 17 for attaching the hinge attached to the rear lower part of the frame 2, directed downward from the latter and equidistant from the longitudinal axis of the installation. Moreover, each of the longitudinal beams 15 of the hinge 14 is pivotally fixed at one end to one of the brackets 17 and the other on the base of the mast 5, the hitch is equipped with two hydraulic cylinders 18 parallel and equidistant from the longitudinal axis of the installation to move it to the working position, each of which is hinged fixed by its body on the rear of the frame 2, and by the rod 19 on one of the longitudinal beams 15 of the hinge 14, and the hydraulic cylinder 6 for mounting the mast in the working position is hinged by its body on the transverse beam 16 of the hinge, and the rod 20 on mast 5. To keep the mast 5 in a predetermined working position, the hinge 14 is equipped with two supporting hydraulic jacks 21, equidistant from the longitudinal axis of the installation and mounted on the sides of the rear of the hinge 14. Moreover, each longitudinal beam 15 of the hinge 14 is equipped with a fixed in its middle part and directed towards mast 5 with a longitudinal bracket 22, at the upper end of which one of the hydraulic jacks is pivotally fixed 21. Hydraulic cylinders 6, 10 and 18, hydraulic motor 9 and hydraulic jacks 21 are connected to a hydraulic system equipped with control elements of said hydraulic units (not shown). The compressor 4 can be equipped with a cooling radiator 23 located in front of the compressor in the direction of travel of the vehicle, which eliminates clogging of the radiator with drill cuttings coming out of the well during drilling.

На раме 2 транспортного средства установлены ресивер 24 (фиг.2) с предохранительным клапаном 25, подключенный линией 26 к выходу компрессора 4, и емкость 27 с промывочной жидкостью 28, подключенная линией 29 к линии 26 или к ресиверу 24. При этом вертлюг 12 снабжен подводящей линией 30, ресивер 24 снабжен линией 31 подвода сжатого воздуха к вертлюгу 12, а емкость 27 снабжена линией 32 подвода промывочной жидкости к вертлюгу 12. Ресивер 24 и емкость 27 подключены к вертлюгу 12 с возможностью поочередного подвода к нему сжатого воздуха от ресивера 24 и промывочной жидкости из емкости 27, для чего линии 31 и 32 соединены с линией 30 через распределительное устройство 33, которое может быть выполнено в виде перекрывного крана 34, установленного в линии 31, и перекрывного крана 35, установленного в линии 32, при этом выходы кранов 34 и 35 соединены через тройник 36 с подводящей линией 30 вертлюга 12. Для обеспечения необходимой прочности емкость 27 может быть выполнена в виде цилиндрического баллона со сферическими торцевыми стенками. При большом рабочем объеме емкость 27 может быть установлена на прицепе (не показан) транспортного средства 1. В линии 29 может быть установлен обратный клапан 37, исключающий попадание жидкости из емкости 27 в ресивер 24 при заправке емкости 27 промывочной жидкостью и при движении установки.A receiver 24 (FIG. 2) with a safety valve 25, connected by a line 26 to the outlet of the compressor 4, and a tank 27 with flushing fluid 28, connected by a line 29 to the line 26 or to the receiver 24 are installed on the vehicle’s frame 2 of the vehicle. The swivel 12 is equipped with the supply line 30, the receiver 24 is equipped with a line 31 for supplying compressed air to the swivel 12, and the tank 27 is equipped with a line 32 for supplying flushing fluid to the swivel 12. The receiver 24 and the tank 27 are connected to the swivel 12 with the possibility of alternating supply of compressed air to it from the receiver 24 and washing rinse the bones from the tank 27, for which the lines 31 and 32 are connected to the line 30 through a switchgear 33, which can be made in the form of a shut-off valve 34 installed in line 31, and a shut-off valve 35 installed in line 32, while the outputs of the cranes 34 and 35 are connected via a tee 36 to the swivel lead line 30. To ensure the necessary strength, the container 27 can be made in the form of a cylindrical balloon with spherical end walls. With a large working volume, the tank 27 can be mounted on a trailer (not shown) of the vehicle 1. A check valve 37 can be installed in line 29 to prevent liquid from the tank 27 entering the receiver 24 when filling the tank 27 with flushing fluid and when the unit is moving.

Установка работает следующим образом.Installation works as follows.

Перед началом бурения установка приводится в рабочее положение, для чего с помощью гидроцилиндров 18 задняя часть навески 14 вместе с основанием мачты 5 опускается к земле и фиксируется в опущенном положении с помощью опорных гидродомкратов 21, после чего с помощью гидроцилиндра 6 и его штока 20 мачта 5 устанавливается в рабочее положение с обеспечением заданного угла бурения скважины. Затем на вертлюг 12 наворачивается буровой инструмент 13 и включается гидромотор 9, приводящий во вращение буровой инструмент. После перебурки грунта и рыхлых пород скважину обсаживают обсадными трубами и дальнейшее бурение по твердым породам производят с помощью пневмоударника с продувкой забоя и скважины сжатым воздухом, поступающим к пневмоударнику из ресивера 24 по линиям 31 и 30 и далее через вертлюг 12 и буровой став при открытом кране 34 и закрытом кране 35.Before starting drilling, the installation is brought into working position, for which, with the help of hydraulic cylinders 18, the rear part of the linkage 14, together with the base of the mast 5, is lowered to the ground and fixed in the lowered position with the help of hydraulic jacks 21, after which, with the help of the hydraulic cylinder 6 and its rod 20, the mast 5 It is installed in the working position with a given angle of well drilling. Then, the drilling tool 13 is screwed onto the swivel 12 and the hydraulic motor 9 is turned on, which rotates the drilling tool. After the soil and loose rocks have been overburdened, the well is cased with casing and further drilling in hard rock is carried out using a hammer with blowing of the bottom and the hole with compressed air entering the hammer from receiver 24 along lines 31 and 30 and then through the swivel 12 and the drill stand with the crane open 34 and closed tap 35.

При этом каждый раз при снижении скорости проходки скважины в результате зашламования пневмоударника и призабойной зоны скважины буровым шламом пневмоударник с помощью гидроцилиндра 10 и его штока 11 отрывают от забоя и производят кратковременную замену очистного агента, для чего в непрерывном режиме вначале перекрывают кран 34 и на короткое время открывают кран 35, а затем кран 35 снова закрывают, а кран 34 - открывают. При этом за короткий промежуток времени, соответствующий открытому крану 35, небольшая порция промывочной жидкости 28 (порядка 8-12 литров) под действием давления сжатого воздуха, поступающего в емкость 27 из ресивера 24 по линии 29 через обратный клапан 37, подается из емкости 27 под высоким давлением по линиям 32 и 30 в вертлюг 12 и далее в буровой инструмент 13.Moreover, each time a decrease in the rate of penetration of the well as a result of sludging of the hammer and the bottomhole zone of the well with drill cuttings, the hammer using the hydraulic cylinder 10 and its rod 11 is torn off the bottom and a short-term replacement of the treatment agent is made, for which, in continuous mode, first turn off the valve 34 and short time, open the valve 35, and then the valve 35 is closed again, and the valve 34 is opened. Moreover, for a short period of time corresponding to the open tap 35, a small portion of the flushing fluid 28 (about 8-12 liters) under the pressure of compressed air entering the tank 27 from the receiver 24 through line 29 through the check valve 37 is supplied from the tank 27 under high pressure along lines 32 and 30 to the swivel 12 and further to the drilling tool 13.

В результате кратковременного сообщения емкости 27 через распределительное устройство 33 с буровым инструментом 13 в последнем из промывочной жидкости 28 формируется своего рода "жидкий" поршень, который под действием давления сжатого воздуха, создаваемого над указанным поршнем после закрытия крана 35 и открытия крана 34, доходит по буровому ставу до забоя, захватывает буровой шлам и выталкивается вместе с ним из скважины, обеспечивая промывку пневмоударника и скважины от бурового шлама. После этого продолжают бурение в обычном порядке с продувкой скважины сжатым воздухом, поступающим к вертлюгу 12 из ресивера 24. В процессе бурения спуск и подъем бурового става, а также создание осевой нагрузки на породоразрушающий инструмент осуществляется при помощи гидроцилиндра 10 и его штока 11, а обсадные трубы в необходимом случае приводят во вращение при помощи вращателя 8. Возникновение опасных забросов давления в системе сжатого воздуха при работе установки исключается при помощи предохранительного клапана 25, отрегулированного на заданное давление. По окончании проходки скважины производят ее очистку от бурового шлама с помощью "жидкого" поршня в описанном выше порядке, после чего поднимают буровой инструмент 13 из скважины, поднимают опоры гидродомкратов 21 и с помощью гидроцилиндров 6 и 18 возвращают навеску 14 и мачту 5 в исходное транспортное положение.As a result of short-term communication of the reservoir 27 through the switchgear 33 with the drilling tool 13, a kind of “liquid” piston is formed in the last of the flushing fluid 28, which, under the pressure of the compressed air created above the piston after closing the valve 35 and opening the valve 34, reaches drill stand to the bottom, captures drill cuttings and is pushed out of the hole with it, providing flushing of the hammer and the well from drill cuttings. After that, drilling is continued in the usual manner with a well being purged with compressed air entering the swivel 12 from the receiver 24. During drilling, the drill stand is lowered and raised, as well as an axial load is created on the rock cutting tool using the hydraulic cylinder 10 and its rod 11, and the casing if necessary, the pipes are rotated by means of the rotator 8. The occurrence of dangerous pressure spikes in the compressed air system during operation of the installation is eliminated by means of a safety valve 25 adjusted to and set pressure. At the end of the well sinking, it is cleaned of drill cuttings using a “liquid” piston in the manner described above, after which the drilling tool 13 is lifted from the well, the jacks of the hydraulic jacks are lifted 21, and using the hydraulic cylinders 6 and 18, the hinge 14 and mast 5 are returned to the original transport position.

Оснащение установки ресивером и емкостью с промывочной жидкостью, подключенными через распределительное устройство к вертлюгу, позволяет формировать в буровом ставе "жидкий" поршень, перемещаемый давлением сжатого воздуха, и использовать с большой эффективностью указанный поршень для периодической промывки породоразрушающего инструмента и скважины, что позволяет в короткие сроки восстанавливать скорость проходки скважины. При этом за счет периодической промывки скважины "жидким" поршнем глубина проходки скважин увеличивается до 100 и более метров без увеличения давления и объемной подачи сжатого воздуха на выходе компрессора и, соответственно, без форсирования мощности силовой установки базового транспортного средства, а наддув емкости с промывочной жидкостью сжатым воздухом от компрессора позволяет осуществлять промывку скважины малым объемом промывочной жидкости без применения дорогостоящего бурового насоса, имеющего большой вес и габариты, осложняющие его монтаж на раме транспортного средства.Equipping the installation with a receiver and a tank with flushing fluid connected through a switchgear to the swivel allows the formation of a “liquid” piston, moved by compressed air pressure, in the drill head and use this piston for periodic washing of the rock cutting tool and well, which allows for short deadlines to restore the rate of penetration of the well. At the same time, due to periodic flushing of the well with a "liquid" piston, the depth of the wells increases to 100 meters or more without increasing the pressure and volumetric supply of compressed air at the compressor outlet and, accordingly, without boosting the capacity of the power plant of the base vehicle, and pressurizing the tank with flushing fluid compressed air from the compressor allows flushing the well with a small volume of flushing fluid without the use of an expensive mud pump, which has a large weight and dimensions, complicating Suitable its installation on the vehicle frame.

Авторами изготовлен промышленный образец предлагаемой буровой установки, смонтированной на базе трактора К-700А ("Кировец") и обеспечивающей глубину бурения скважин до 100 м с применением пневмоударного бурового инструмента.The authors made an industrial design of the proposed drilling rig mounted on the basis of the K-700A tractor (Kirovets) and providing a drilling depth of up to 100 m using pneumatic percussion drilling tools.

Claims

1. A method of drilling wells, including sinking a wellbore with a drilling tool to clean the well of drill cuttings with compressed air injected by a compressor into the well through the drilling tool, characterized in that when the well penetration rate decreases below a predetermined value, a "liquid" piston is formed inside the drilling tool, why sequentially stop the injection of compressed air, produce a short-term supply of flushing fluid under pressure to the drilling tool and resume the injection of compressed air and then with compressed air via the discharge pressure "liquid" piston is moved through the drilling tool to the bottom of the well and from the bottom of the borehole to its mouth and wherein by said "liquid" piston displace the drill cuttings from the well bore through the mouth of the latter.

2. The method according to claim 1, characterized in that before supplying the flushing fluid, the drilling tool is torn off from the bottom of the well.

3. The method according to claim 1, characterized in that the supply of washing liquid under pressure is produced from a tank in which to create the specified pressure using a compressor forcing compressed air into the well.

4. A self-propelled drilling rig containing a base vehicle, on the chassis of which a frame, a power plant, a compressor and a hydraulic system are mounted, a mast pivotally mounted on the rear of the frame and equipped with a hydraulic cylinder for its installation in the working position, and a carriage with a rotator mounted on the mast with the possibility of reciprocating movement along the latter, while the rotator is equipped with a swivel made with the possibility of connection with a drilling tool, the mast is equipped with a hydraulic cylinder for moving carriages and, mounted on the mast and connected by its rod to the carriage, the compressor and the hydraulic system are connected through the transmission to the vehicle power plant, the hydraulic cylinders are connected to the hydraulic system, and the compressor output communicates via a swivel with a drilling tool, characterized in that it is equipped with a receiver mounted on the frame a vehicle with a tank with flushing liquid, a line for supplying compressed air from the receiver to the swivel and a line for supplying the last flushing liquid from the specified tank, while the tank the washing liquid communication with the compressor output, communicates with the swivel outlet of the compressor through the receiver, and the container with the washing liquid and the receiver communicating with them are provided with swivel distribution device configured to alternately swivel messages with a receiver and with said container.

5. Installation according to claim 4, characterized in that the tank with flushing fluid communicates with the compressor through the receiver and is equipped with a compressed air supply line communicating the specified tank with the receiver.

6. Installation according to claim 5, characterized in that the check valve is installed in the compressed air supply line communicating the capacity with the washing liquid with the receiver, with the possibility of compressed air passing through it from the receiver to the specified capacity.

7. Installation according to claim 4, characterized in that the switchgear is made in the form of two stopcocks, one of which is installed in the supply line of compressed air to the swivel, and the second in the supply line to the last flushing fluid.

8. Installation according to claim 4, characterized in that the tank with washing liquid is made in the form of a cylindrical cylinder.

9. Installation according to claim 4, characterized in that the tank with flushing fluid is installed on the frame of the vehicle.

10. Installation according to claim 4, characterized in that it is equipped with a hinge made in the form of two longitudinal parallel beams connected in the middle of the transverse beam, and on each side of the frame there is a longitudinal bracket for attaching the hinge attached to the rear bottom of the frame and directed downward from the latter, each of the longitudinal beams of the hinge being pivotally fixed at one end to one of the indicated brackets of the vehicle frame and the other at the base of the mast, the hitch is equipped with two parallel hydraulic cylinders for moving it to the working position, each of which is connected to the hydraulic system and pivotally mounted with its body on the rear of the vehicle frame, and with the rod on one of the longitudinal beams of the linkage, and the hydraulic cylinder for installing the mast in the working position is pivotally mounted with its body on the transverse hitch beam, and the rod - on the mast.

11. Installation according to claim 10, characterized in that the hitch is equipped with two hydraulic jacks mounted on the sides of its rear part, and each longitudinal beam of the hitch is equipped with a longitudinal bracket fixed in its middle part and directed to the mast, while each hydraulic jack is connected to the hydraulic system and pivotally mounted on the upper end of the bracket of one of the longitudinal beams of the linkage.

12. Installation according to claim 4, characterized in that the compressor is equipped with a cooling radiator located in front of the compressor in the direction of travel of the vehicle.